“Normative Internazionali: esperienze ed aspettative del ...

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Roma 27 Ottobre 2009Sapienza Università di Roma

Aula delle Lauree della Facoltà di Architettura “Valle Giulia”Sede Centrale – Via Gramsci, 53 – Roma

La progettazione delle grandi opere e gli interventi sulle strutture esistenti: l'approccio delle principali normative Europee e Nordamericane

“Normative Internazionali: esperienze edaspettative del mondo professionale”

Prof. Antonio Grimaldi – Membro Giunta Esecutiva OICEUniversità di Roma Tor Vergata

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1 ATTIVITA’ DEGLI ASSOCIATI OICE

2 ESPERIENZE DI SOCIETA’ DI INGEGNERIA NELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN PAESI ESTERI

3 SVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE

4 CONCLUSIONI

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SOMMARIOSOMMARIO

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La Storia dell’OICE

• L’OICE, acronimo di Organizzazione di Ingegneri Consulenti operanti all’Estero, nasce nel 1965.

• Soci fondatori furono: ALPINA, COMTEC, ELC ELECTROCONSULT, IN.CO., IFAGRARIA, ITALCONSULT, NUOVO CASTORO, O.T.E., O.T.I., PIRO & C., PONTI-FORNAROLI-ROSSELLI, SAUTI, SOCIETA' ITALIANA IMPIANTI, STAIM, STUDIO D'INGEGNERIA CARLO LOTTI & C., STUDIO TECNICO MORANDI, TECHINT, TEKNE, TOURCONSULT, VALTOLINA RUSCONI CLERICI.

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ATTIVITAATTIVITA’’ DEGLI ASSOCIATI OICEDEGLI ASSOCIATI OICE

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La Storia – Anni Settanta

• Ingegneria pura (Consulting Engineering)

Grandi Strutture e Opere Civili :

PierLuigi Nervi, Riccardo Morandi, Silvano Zorzi, Sergio Musmeci, Carlo Lotti

• Ingegneria industriale (Engineering and Contracting)

Grandi Impianti nel settore petrolchimico

ENI, MONTEDISON, TECNIMONT, SNAM PROGETTI

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Bridge over lake Maracaibo in Venezuela, five main spans of 235 metres (1961), R. Morandi

La Storia

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Sfalassa ravine viaduct in Italy, 376 metres span between pier centrelines (1973), S. Zorzi, L. Lonardo and S. Procaccia. The largest frame bridge in the world.

La Storia

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• organizzazioni o società di “consulting engineering” (CE), che prestano esclusivamente servizi di “ingegneria pura” (IP), venduti a terzi : Jacobs Italia, Italferr, Spea Ingegneria Europea, Technital, D’Apollonia, Sina, Proger, Agriconsulting, Golder Associates, Net Engineering, Studio Altieri, Thetis, C.Lotti& Associati, Favero & Milan Ingegneria, Intertecno, AI Studio; Bonifica, Studio Valle Progettazioni, TEI, Politecnica-Ingegneria ed Architettura, Manens Intertecnica

• organizzazioni o società di “engineering & contracting” (E&C),che prestano servizi di ingegneria e costruzioni : Saipem/Divisione On Shore, Maire Tecnimont, Technip Italy, Technit, Foster Wheeler Italiana, Technip Kti, ABB/Process Automation Division, Alstom Power Italia, Fata, Siirtec Nigi, Sudprogetti

• Dati OICE 2008- 600 associati con 24000 addetti- fatturato di circa 14 MLD euro

Il Contesto Attuale dell’Ingegneria Organizzata

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2 Esperienze di società di ingegneria nella progettazione strutturale in paesi esteri

• Ingegneria Civile : grandi opere infrastrutturali (ponti, viadotti, gallerie, opere idrauliche, dighe)

• Ingegneria Industriale : grandi impianti petrolchimici (fondazioni serbatoi, vasche, edifici industriali)

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ESPERIENZE DI SOCIETAESPERIENZE DI SOCIETA’’ DI INGEGNERIA NELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN PAESI ESTERIDI INGEGNERIA NELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN PAESI ESTERI

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C.LOTTI & ASSOCIATI

PRESENZA NEL MONDOPRESENZA NEL MONDO

Afghanistan Bosnia & Herzegovina Congo Ethiopia Guinea Bissau Kenya Mauritania Pakistan Sierra Leone Turkmenistan Albania Brazil Costa d’Avorio Philippines Honduras Korea Mauritius Peru Syria Ukraine Algeria Burkina Faso Costa Rica Gabon Haiti Laos Moldavia Czech Republic Somalia VietnamArabia Saudita Burundi Croatia Ghana Indonesia Lebanon Mongolia Dominican Rep. Spain ZaireArmenia Cameroon Cuba Gibuti Iran Libya Nepal Romania Thailand ZambiaArgentina Capo Verde Ecuador Jordan Iraq Malawi Nicaragua Rwanda Tanzania Bangladesh Chad Egypt Guatemala Italy Mali Niger Russia Togo Birmania China El Salvador Guinea Yugoslavia Morocco Nigeria Senegal Tunisia

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FERROVIA ALTA VELOCITÀFERROVIA ALTA VELOCITÀ

C. LOTTI & ASSOCIATI Società di Ingegneria S.p.A.C. LOTTI & ASSOCIATI Società di Ingegneria S.p.A.

•Alta Velocità Milano-Bologna•Progetto esecutivo

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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Roma: Metropolitana Linea C Progetto preliminare e definitivo

TRAMS, FERROVIA LEGGERA E METROPOLITANETRAMS, FERROVIA LEGGERA E METROPOLITANE

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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Metropolitana Linea B, RomaProgetto preliminare e definitivo

TRAMS, FERROVIA LEGGERA E METROPOLITANETRAMS, FERROVIA LEGGERA E METROPOLITANE

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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Svincolo stradale Is Pontis Paris, SardegnaProgetto esecutivo e Direzione Lavori

“Ponte della Musica” - RomaProgetto definitivo e Direzione Lavori

STRADE E AUTOSTRADESTRADE E AUTOSTRADE

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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OPERE IDRAULICHEDighe ed irrigazione

OPERE IDRAULICHEDighe ed irrigazione

Dighe e impianti idroelettrici

Irrigazione, bonifiche e difesa del suolo

Diga del Pertusillo, Italia

Diga di Bakolori, Nigeria

Diga di Concepción, Honduras

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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OPERE IDRAULICHEAcquedotti e Fognature

OPERE IDRAULICHEAcquedotti e Fognature

Progetti svolti in più di 300 cittàper un totale di 35 milioni diabitanti servitiAssistenza Tecnica fornita ad Autorità locali in 30 paesiCorsi di formazione in 25 paesi

Impianto di depurazione in caverna di Maratea, Italia

Impianto di depurazionedi Nocera Superiore, Italia

Adduttore del Sinni, Italia

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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OPERE IDRAULICHEProgetto MOSE – Direzione Lavori

OPERE IDRAULICHEProgetto MOSE – Direzione Lavori

Archivio immaginiMagistrato alle Acque di Venezia -

Consorzio Venezia Nuova

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C.LOTTI & ASSOCIATI

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Panoramica dei maggiori progetti svolti o in corso nel mondo

NetherlandsNESTE OIL Oyj: • Rotterdam NExBTL Plant

SingaporeNESTE OIL Oyj: • Singapore NExBTL Plant

PeruCF INDUSTRIES, INC.: • Nitrogen Complex FEED

USA • BP Cooper River PTA

Vari progetti realizzati negli ultimi anni

Caracao• Isla Refinery Upgrading

• Cartagena Refinery

ChileENAP Refinery: • Low Sulfur Diesel FEED

South Africa●

EgyptMIDOR Refinery

Più di 10 progetti realizzati negli ultimi 5 anni

Vietnam• PHU MY Fertilizer

Altri:• Bulgaria – BURGAS • Svezia – PREEM • Israel • Iraq • Taiwan • Malaysia • Australia

Italy:

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TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:CNRL Primary Upgranding Project - Canada

In generale sono state usate per calcoli strutturali delle opere civili le specifiche del Cliente ed i codicilocali. Detti codici sono strutturati sulla base dei codici americani.

▪ AZIONINBC:“Canadian National Building Code”ABC:“Alberta Building Code”

▪ CEMENTO ARMATOCSA A23.3 “Design of Concrete Structures”

▪ EDIFICINBC:“Canadian National Building Code”ABC:“Alberta Building Code”

▪ PECULIARITA’-Struttura dei Coke Drums: 14m x 50 m in pianta. Altezza totale 120 m. E’ formata da un banchetto di cemento armato alto 32 metri che sostiene i 4 coke drums (3600 t ciascuno in esercizio) e la struttura metallica (1800 t circa).-Temperatura Minima di progetto : -45°C-Profondità ghiaccio in inverno: 3,7m 20


TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:OL2K Ethylene Plant Project TKOL - Kuwait

In generale sono state usate per calcoli strutturali delle opere civili le specifiche del Cliente. Come ulteriore supporto, sono stati considerati i seguenti codici:

▪ AZIONIUBC-1997 “Uniform Building Code”ASCE 7 “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”

ACI 318 “Building Code Requirements for structural concrete”ACI 315 “Details and detailing for concrete reiforcement”ACI 350 “Concrete Sanitary Engineering Structures”

UBC-1997 “Uniform Building Code”

▪ CEMENTO ARMATO

▪ EDIFICI

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TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:ORYX GTL Plant - Qatar

In generale sono state usate per calcoli strutturali delle opere civili le specifiche del Cliente ed i codiciinglesi BS.

▪ AZIONI

▪ CEMENTO ARMATO

▪ PECULIARITA’Fondazione per reattori: 20m x 11m x 3m. Altezza totale reattori 50m circa. Peso vuoto 2200t, in esercizio 4000t.

BS 8110 “Code of Practice for Structural Use of Concrete ”

BS 6399 “Loadings for Building”

CP 3 Chapter V Part 2 “Code of Basic Data for Design of Buildings”

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TECHNIP

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Normative e criteri di progettazione adottati per:CFI - Nitrogen Complex Plant FEED - Perù

Il cliente ha richiesto l’utilizzo della normativa più stringente tra quella americana e quellalocale. Sono stati considerati i seguenti codici:▪ AZIONI

ASCE 7 “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”

ACI 318 “Building Code Requirements for structural concrete”

IBC-2006 “International Building Code”RNE “Reglamento Nacional de Edificaciones - Perù”

▪ CEMENTO ARMATO

▪ EDIFICI

▪ PECULIARITA’-Sito in zona sismica molto alta. Taglio alla base nell’ordine di 110%g. Periodo di ritorno 475 anni.-Studi specifici per valutare il rischio tsunami e presenza di faglie locali. -Progetto in fase di studio. 23


TECHNIP

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Normative e criteri di progettazione adottati per:Zhuhai #2 PTA Project - China

Per questo progetto è stata usata la normativa americana, con applicazione parziale del codice cinese (azioni). In altre esperienze, per consentire la sviluppo dell’ingegneria didettaglio direttamente da ditte locali è stato accettato interamente il codice cinese.

ACI 318 “Building Code Requirements for structural concrete”GB 50010 “Code for Design of Concrete Structures”

UBC-1997 “Uniform Building Code”GB 50016 “Code of Design on Building Fire Protection and Prevention”

▪ AZIONIASCE 7 “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”GB 50009 “Load code for the design of building structures”

▪ CEMENTO ARMATO

▪ EDIFICI

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TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:NESTE OIL Oyj Rotterdam NExBTL Plant - Netherlands

In generale sono state usate per i calcolistrutturali delle opere civili le “European Directives Codes” a supporto delle“National Netherlands Codes NEN”:

▪ AZIONIEN 1991 “Eurocode1: Actions on structures”

EN 1990 “Eurocode: Basis of structural design”EN 1996 “Methods of testing cement”

▪ EDIFICIEN 1992-1-1 “General Rules for Buildings”

Nota: I requisiti degli Eurocodici sonostati comparati con quelli delle Normative nazionali olandesi NEN e nei vari casisono state applicate le più restrittive

▪ CEMENTO ARMATO

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TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:NESTE OIL Oyj Singapore NexBTL Plant - Singapore

In generale sono state usate per i calcolistrutturali delle opere civili le “Singapore & British Standards and Code of Practice”, in particolare i seguenti codici:

▪ AZIONIBS 6399 “Loading for Building”

BS 8110 “Code of Practice for Structural Use of Concrete ”

BS 4483 “Steel Fabric for the Reinforcement of Concrete”

BS 4449 “Steel for the Reinforcement of Concrete. Weldable Reinforcing Steel Bar”

CP 3 Chapter V Part 2 “Code of Basic Data for Design of Buildings”

Nota: In caso di conflitti tra le due normative le “Singapore Standards and Code of Practice” sono state considerate prevalenti

▪ CEMENTO ARMATO

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TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:PKN ORLEN Paraxylene Complex Plant, Mild Hydrocracker Plant & Rose Plants - Lotos Refinery - Polonia

Sono state usati i codici locali che per quanto riguarda la progettazione di opere in cemento armato seguono le impostazioni dell’Eurocodice 2.

▪ AZIONIPN-77/B-02011 “Loads in static calculations –Wind Loads”PN-80/B-02010 “Loads in static calculations –Snow Loads”PN-82/B-02000 e suc. “Actions on Building Structures”PN-86/B-02015 “Building Loads – Variable Environmental Loads – Thermal Loads”. PN-87/B-03200 “Building Loads – Variable Environmental Loads – Ice Loads”PN-90/B-03200 “Loads in static calculations –Snow Loads”.

PN B-03264: “Plain, Reinf. and Prestress. Structures – Static Calc. and design”

▪ CEMENTO ARMATO

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Normative e criteri di progettazione adottati per:SABIC Yansab Olefins Plant – Saudi Arabia

In generale sono state usate per i calcolistrutturali delle opere civili Standards e specifiche ricevute dal Cliente in aggiunta ai seguenti codici internazionali:

▪ AZIONIASCE 7 “American Society of Civ. engineers”

ACI 318-02M “Building Code Requirements for structural concrete”

ACI 350 “Concrete Sanitary Engineering Structures”

▪ EDIFICIUBC-1997 “Uniform Building Code”

Nota: Qualora si presentassero conflittitra le specifiche del Cliente e le normative internazionali citate, queste ultime sonostate considerate prevalenti

▪ CEMENTO ARMATO

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Normative e criteri di progettazione adottati per:PHU MY Fertylizer Plant - Vietnam

In generale sono state usate per calcoli strutturali delle opere civili le specificheamericane. Soltanto per le fondazioni delle machine vibranti, come per quasi tutti i progettiche facciamo nel mondo le normative DIN tedesche sono state adoperate.

▪ AZIONIUBC-1997 “Uniform Building Code”ASCE 7 “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”

ACI 318 “Building Code Requirements for structural concrete”

ACI 350 “Concrete Sanitary Engineering Structures”

UBC-1997 “Uniform Building Code”

▪ CEMENTO ARMATO

▪ EDIFICI

▪ FONDAZIONI PER MACCHINE VIBRANTI

DIN 4024 “Machine Foundations”29


TECHNIP ITALY

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Normative e criteri di progettazione adottati per:Corinth Refinery - Grecia

Sono state utilizzate le normative locali per quanto riguarda il calcolo del sisma e la progettazione del cemento armato, integrando nelle parti carenti con gli eurocodici.

EKΩΣ (2000) Greek Code for Reinforced Concrete -Rules for design and construction of reinforced concrete structures

▪ AZIONIDIN 1055 (Part 4) “Wind loads on structures unsusceptible to vibration”EN 1991 “Eurocode1: Actions on structures”E.A.K. 2000 “Greek Seismic Code”

-Sito in zona sismica alta. Taglio alla base nell’ordine di 60%g. Periodo di ritorno 475 anni.-Da garantire la duttilità nel progetto del calcestruzzo.-Nella foto: struttura in pianta 8mx8m, altezza 15m. Peso apparecchiatura in essercizio 160t.

▪ PECULIARITA’

▪ CEMENTO ARMATO

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Normative e criteri di progettazione adottati per:BP Cooper River – PTA Plant – Stati Uniti

In generale sono state usate per calcoli strutturali delle opere civili le specifiche del Cliente. Come ulteriore supporto, sono stati considerati i seguenti codici:

▪ AZIONIUBC “Uniform Building Code”ASCE 7 “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”

ACI 318 “Building Code Requirements for structural concrete”ACI 315 “Details and detailing for concrete reiforcement”ACI 350 “Concrete Sanitary Engineering Structures”

UBC “Uniform Building Code”

▪ CEMENTO ARMATO

▪ EDIFICI

▪ PECULIARITA’-Progettazione in zona uragani: Velocità di progetto del vento: 160km/h

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American Code Eurocode Canadian Code British Code

ACI 318 ENV-1992 CSA A23.3 BS 8110

REQUISITI GENERALI

Basato sulli stati limitiultimi. Coefficienti dimaggiorazione dei carichi e di riduzione per i materiali.Non copre progettazione diponti ne vasche.

Basato sugli stati limitiCoefficienti dimaggiorazione dei carichi e di riduzione per i materiali. Organizzato in quattroparti: regole generali e per edifici, resistenza al fuoco, ponti e vasche

Basato sulli stati limitiultimi. Coefficienti dimaggiorazione dei carichi e di riduzione per i materiali.Non copre progettazione diponti ne vasche.

Non copre la progettazionedi ponti. Ciminiere, water e earth retaining structures sono coperte in altre BS.

APPROCCIO Prescrittivo Prestazionale Prescrittivo Prestazionale/Prescrittivo.

MATERIALI Resistenza cls su cilindro Resistenza su cilindro e (o) su cubo Resistenza cls su cilindro Cls resistenza

caratteristica sul cubo (fcu)

CRITERI E REQUISITI DI DURABILITA'

Requisiti stringenti sulcontenuto di ioni cloruro, ciclo gelo/disgelo, ambientimarini, sulfati

Si prediligge l'utilizzo dimaggior numero di barre didiametro piccolo. Calcolodel copriferro in funzionedella classe di esposizione.

Requisiti stringenti sulcontenuto di ioni cloruro, ciclo gelo/disgelo, ambientimarini, sulfati

Controllofessurazione:Copriferro in funzione delle condizioni diesposizione, Classe del calcestruzzo, Dosaggiocemento, Contenuto acqua

CRITERI DI PROGETTAZIONE Stati limite Ultimi Stati limite ultimi e di

esercizio Stati limite Ultimi Metodo raccomandato Statilimite (Ultimi e di Esercizio)


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ACI 318 ENV-1992 CSA A23.3 BS 8110

Pressoflessione

Diagramma rettangolare dipressioni nel cls. Massimadef 0,3%. Possibilità diusare altri tipi didistribuzione di pressioni.

Diagramma scelto dalprogettista. Massimadeformazione del cls. in funzione della resistenzacaratteristica. Eccentricitàminima da portare in contoper sollecitazioni assiali.

Diagramma rettangolare dipressioni nel cls. Massimadef 0,35%. Possibilità diusare altri tipi didistribuzione di pressioni.

Diagramma parabolico o rettangolare di pressioni nelcls. Massima def 0,35%

Armatura minima flessione

As,min = 0,26 bt * d * fctm/ftyk non meno di 0,0013bt * d

Armatura minima zonatesa : Sezioni rettangolari e nelledue direzioni di solette 100 As/Ac = 0,13 % Sezioni flangiate a "T" o a "L" in funzion

Deep beams

Da considerare quandorapporto luce netta / altezzatrave inferiore a 4. Distribuzione non linearedelle deformazioni.

Indica dei requisiti diarmatura minimi agliappoggi

Da considerare quandorapporto luce netta / altezzatrave inferiore a 2

Le BS 8110 per il design ditravi e mensole tozzerimandano alla letteratura

Limiti d'armatura per pilastri

Minimo 1%, Massimo 8% dell'area del pilastro. In casiparticolari il minimo puòessere ulteriormente ridottoa 0,5%

Minimo 1%, Massimo 8% dell'area del pilastro. In casiparticolari il minimo puòessere ulteriormente ridottoa 0,5%

Percentuale minima diarmatura 100 As/Ac = 0,4% Percentuale massima diarmature 6/8%


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ACI 318 ENV-1992 CSA A23.3 BS 8110

Resistenza a taglio dalcls

Possibilità di considerarlanel calcolo

Quando si supera il valore disoglia, questo vienetrascurato nelladeterminazionedell'armatura a taglio

Possibilità di considerarlanel calcolo

Equazione derivatadall'analogia del traliccio. Viene tenuto in conto ilcontributo del calcestruzzocompresso, delle armature longitudinali e dellearmature a taglio.

Massima separazionetra staffe 0,5d (max) 0,75d (max) 600 oppure 0,7d (max) e

350 oppure 0,35d (min)

Effetti di secondoordine

Per sway frame kl/r <22; superato tale limite si deveconsiderare gli effetti del 2°ordine calcolando un fattore di amplificazione del momento

Per colonne snelle vaconsiderato il momentoaddizionale

Definizione di sway frame basata sul calcolodell'inerzia della sezionefessurata, e del rapporto tracarichi verticali e carichiorizzontali. Superato illimite, viene considerato un momento addizionaleindotto dalla deformazione.

Per colonne snelle (Vedidefinizione sec 3,8,1,3) andrebbe consideratomomento addizionaleindotto dalla deformazione(vedi sec. 3,8,3)

DETTAGLI ARMATURA

Armatura di pelle per sezionicon spessori superiori a 900mm. Le barre dei pilastridevono essere confinate dastaffe/spille almeno una si e una no.

Armatura di pelle per sezionicon spessori superiori a 750mm. Le barre dei pilastridevono essere confinate dastaffe/spille almeno una si e una no.

Prescrizioni su interferri e interassi minimi e massimiper barre longitudinali e verticali. I dettagli supiegature raggi dei mandrinie tagli dei ferri sonocontenuti nella BS 8666


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ACI 318 ENV-1992 CSA A23.3 BS 8110

Sovrapposizionibasata su: posizione ferri, tipo di rivestimento, diametro di barra

basata su: forma delle barre, copriferro, confinamento e diametro di barra

basata su: posizione ferri, tipo di rivestimento, diametro di barra

Variabile in funzione dellaresistenza del calcestruzzoe della zona disovrapposizione favorevoleo no in zona compressa o tesa (vedi tab.3,27 BS 8110)

Pacchetto di barre

Le barre possono essereraggruppate in pacchetti didue tre o quattro barre a contatto, il gruppo di barreviene trattato come unasingola barra equivalente. La sovrapposizione vieneincrementata del 20% per gruppi di tre barre e del 33% per gruppi di qua

Per Pacchetti di tre barre siraccomanda che le singolebarre siano sfalsate di 1,3lo (lo riferito alla barra singola). Si raccomanda di non sovrapporre pacchettiformati da quattro barre.

Le barre possono essereraggruppate in pacchetti didue tre o quattro barre a contatto, il gruppo di barrepuò essere trattato come una singola barraequivalente, in nessun casoe mai nelle sovrapposizionici dovrebbero essere più diquattro barre a conta

REQUISITI IN ZONE SISMICA

Armatura a taglio più fittanelle zone di cerniereplastiche (0,25d). Limitazione nell'armaturamassima dei pilastri a 6%.

Non sono coperti dal ENV-1992, rimanda all'ENV-1998

Armatura a taglio più fittanelle zone di cerniereplastiche (0,25d). Limitazione nell'armaturamassima dei pilastri a 6%.

Nessuno

ANCHORAGGIAppendice dedicata allaprogettazione degliancoraggi

Rimanda a CEN/TS 1992-4-1

Appendice dedicata allaprogettazione degliancoraggi

Variabile da 35 diametri a 44 diametri in funzione dellaresistenza del calcestruzzoe della zona di ancoraggio(vedi tab.3,27 BS 8110)


TECHNIP ITALY

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The Oued DIB Bridge-Algeria(Petrangeli 1996)

M.P.Petrangeli

M.P. PETRANGELI

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The Oued DIB BridgeView and sections

M.P.Petrangeli37


M.P. PETRANGELI

38M.P.Petrangeli

38


M.P. PETRANGELI

39M.P.Petrangeli

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M.P. PETRANGELI

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The Oued DIB BridgeThe precast segments

M.P.Petrangeli40


M.P. PETRANGELI

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The Wadi KUF Bridge-Lybia(Morandi 1974)

M.P.Petrangeli41


M.P. PETRANGELI

42

The Wadi KUF BridgeView and sections

M.P.Petrangeli42


M.P. PETRANGELI

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The Wadi KUF BridgeThe roller bearings of the dropped span before retrofitting

M.P.Petrangeli43


M.P. PETRANGELI

44M.P.Petrangeli

The Wadi KUF BridgeThe widening of the seat

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M.P. PETRANGELI

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The Mdeirej viaducts Lebanon(Petrangeli 2002)

M.P.Petrangeli45


M.P. PETRANGELI

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The cross section of one carriagewayThe bridge is seismically isolated according to EC8-2

M.P.Petrangeli 46


M.P. PETRANGELI

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The prefabrication yard

M.P.Petrangeli47


M.P. PETRANGELI

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The launching girder

M.P.Petrangeli 48


M.P. PETRANGELI

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Prestressing for continuity

M.P.Petrangeli

2° phase by bars

3° phase by external tendons

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M.P. PETRANGELI

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The madness of the men (August 2006)

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M.P. PETRANGELI

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Viadotto S. Rocco al Porto

VP01 VP02

(Strallato)

VP03 VP04

Viadotto Piacenza

Argine sinistro Argine destro

Milano Bologna

Viadotto Po

The The railwayrailway bridge over the PO bridge over the PO riverriver forforthe HS line the HS line BolognaBologna--MilanoMilano (Petrangeli 2006)(Petrangeli 2006)

Mario P.Petrangeli


M.P. PETRANGELI

52The The generalgeneral layout of the layout of the crossingcrossing

Rigth bankOrdinary riverbed

3 1 2 3

Left bank


M.P. PETRANGELI

The The railwayrailway bridge over the PO bridge over the PO riverriver forforthe HS line the HS line BolognaBologna--MilanoMilano (Petrangeli 2006)(Petrangeli 2006)

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Mario P. Petrangeli

The grouting of the cables is carried on bymaking vacuum inside the ducts.

All the outer surfaces of the decks will beprotected by appropriate painting


M.P. PETRANGELI

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The “suspended” yard for the precast beams

Mario P. Petrangeli


M.P. PETRANGELI

55Mario P. Petrangeli


M.P. PETRANGELI

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Mario P.Petrangeli


M.P. PETRANGELI

57Mario P.Petrangeli


M.P. PETRANGELI

58Mario P.Petrangeli


M.P. PETRANGELI

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Progettazione di N. 18 ponti e viadotti in Algeria

Periodo di costruzione 2006 – 2008

Normativa applicata : Eurocodici

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Prof. Giuseppe MANCINI - SINTECNA


60

G. MANCINI - SINTECNA

60


6161



6262



6363



6464



6565



66

MALAYSIASymphony Corporatehouse Sdn

Bhd10th Floor Wisma HavelaThakardas No.1

Jalan Tiong Nam Off Jalan Raja Laut50350 Kuala Lumpur - Malaysia

contact: Riccardo Perloe-mail: [email protected]

FRANCIAAvenue Alsace Lorraine, 235

73000 Chambérycontatto: Silvano Maccane-mail [email protected] +39 335371444

PORTOGALORua D. Manuel II, 51/c S. 1.3.

4050-345 PortoTel. +351 226084040/1/2

Fax +351 226099305contact: Nazare Castro Costae-mail [email protected]

COLOMBIA/VENEZUELACra. 65 - No. 167-89 Casa 52

Delmonte 2 - BogotàContact : Nicola Ruga

e-mail: [email protected]

CILECalle Encomenderos 253 Of. 22

Las Condes – Santiago Tel. +56 22428563

Contact: Nicola Rugae-mail [email protected]

CINASino-GEODATA Underground

Eng. Cons. Co. Ltd.Haidian District Xisanhuan Beilu no.72

“Millenium Building" B –Tower suite no. 605 - 100037 Beijing

Tel. +86 10 51798187contact Gianmario Scotti e-mail [email protected]

ITALIA - ROMAVia Filippo Civinini 69

00197 Roma Tel. +39 0680691110Fax +39 0680691124

contact Fabrizio Schedae-mail [email protected]

ITALIA - MILANOVia Carducci 3820123 Milano

Tel. +39 0243912535Fax +39 0243990624

contact Alberto Conciatoe-mail [email protected]

SEDE CENTRALE - ITALIA - TORINOCorso Duca degli Abruzzi 48/E

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Capital Federal - ArgentinaTel.: (+54) 9.153.286.8001

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TURKEYBagdat GaddesiUlus Sokak 5/23

81110Bostanci – Istanbul

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ECUADORDiego de Almagron°N30-134 - Quito

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GEODATA

66


67

Alcuni dei recenti progetti all’estero piùsignificativi

Linea 2 Metro di Tabriz, IRAN (progetto di gara per il Cliente)

Metro di Istanbul, TURCHIA (progetto costruttivo per Impresa)

Egnatia Odos, GRECIA(progetto di gara per Cliente)

Annaba, ALGERIA(progetto di gara per Cliente)

Tunnel di Penchala, Berapit e Larut, MALESIA(Progetto costruttivo per impresa)

Arroyo Maldonado, ARGENTINA(direzione lavori)

Linea ferroviaria diAdler–Krasnaya Poliana,Russia (Progetto definitivo edcostruttivo)

Diga di Kramis, Algeria(Direzione Lavori)

GEODATA

67


68

Le normativeLa necessità di operare su mercati esteri impone al progettista di acquisire competenze:

• in ambiti molto diversi (dalla geotecnica alle strutture)

• su normative molto diverse (dagli Eurocodici alle ACI alle SniP/Gost)

• per suggerire al Cliente una normativa internazione applicabile laddove la legislazione sia carente

INTERESSE PRIMARIO DI CHI OPERA ALL’ESTERO, SPECIE SU APPALTI INTERNAZIONALI FINANZIATI ANCHE DA ORGANIZZAZIONI SOVRANNAZIONALI, E’CHE UNO O PIU’ CORPI NORMATIVI OMOGENEI SIANO APPLICABILI (EUROCODICI E ACI IN PRIMIS)

68


GEODATA

69

La progettazione e la costruzione del sotterraneo

•Non è soggetta ad una specifica normativa internazionale riconosciuta, ma segue raccomandazioni di vari enti, studi universitari ed “esperienze” su casi analoghi.

• I dimensionamenti strutturali vengono svolti “assimilando” i vari elementi a strutture fuori terra o ad opere di sostegno varie a discrezione di chi fa i calcoli e chi controlla/valida.

•Lo scrupolo o genialità del progettista, che però deve gareggiare per “vincere” il lavoro, porterà poi in ultima analisi a determinare la “vera sicurezza” della struttura… godendo di fatto di ampi margini di libertà

QUALE POSIZIONE ASSUMERE A LIVELLO DI NORMATIVA MINIMA APPLICABILE (PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE)?

69


GEODATA

70

L’innovazione tecnologica

•Le richieste in termini di fattibilità tecnica ed economica portano all’esigenza d’impiegare nuove tecnologie e nuovi materiali (calcestruzzi strutturali fibro-rinforzati o ad alta resistenza).

•Quanto i grossi corpi normativi riescono a seguire queste innovazioni per stimolare/premiarne il loro impiego e guidare il progettista?

70


GEODATA

71

Viadottiimpalcati stradali continui-modellazione delle fasi costruttive e dell’evoluzione nel tempo

Isolamento sismico di viadotti stradali con impalcato continuo

Impalcati stradali, carichi concentrati su soletta: verifiche shearpunching

Gallerieanalisi e verifiche di rivestimenti in calcestruzzo

analisi e verifiche di rivestimenti con conci prefabbricati

Temi attuali nella progettazione di grandi opere

71

SVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE PROGETTUALISVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE PROGETTUALI

72

IMPALCATI IN CAP E IN ACCIAIO - CALCESTRUZZOIMPALCATI IN CAP E IN ACCIAIO - CALCESTRUZZO

SVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONESVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE

73

1- MODELLAZIONE DEI FENOMENI LENTI (CREEP, RITIRO E RILASSAMENTO)

3 - FASI DI COSTRUZIONE ED EVOLUZIONE NEL TEMPO DELLE SOLLECITAZIONI

2 - MODELLAZIONE DELLA PRECOMPRESSIONE

IMPALCATI IN ACCIAIO - CALCESTRUZZOIMPALCATI IN ACCIAIO - CALCESTRUZZO


74

MODELLAZIONE DEI FENOMENI LENTI NEL CLSMODELLAZIONE DEI FENOMENI LENTI NEL CLS

• La non omogeneità della sezione comporta l’insorgere di coazioni interne, Sforzo Normale e Momento Flettente, sulla soletta e sulla nervatura;

• Tali coazioni danno luogo ad una deformata che, nel caso di schemi strutturali non isostatici, generalmente non è congruente e comportano quindi l’insorgere di reazioni iperstatiche in termini di Sforzo Normale, Taglio e Momento Flettente;

• Questi ultimi sono ripartiti fra nervatura e soletta in base alle rispettive rigidezze;

• Le sollecitazioni iperstatiche nel profilo e nella soletta sono pertanto la somma delle sollecitazioni dovute all’iperstaticità interna (non omogeneità) della sezione e di quelle eventualmente presenti dovute all’iperstaticità dello schema strutturale.

Impalcati isostatici per carichi longitudinali ed iperstatici peImpalcati isostatici per carichi longitudinali ed iperstatici per carichi verticali :r carichi verticali :

• Nel caso di sezioni trasversali omogenee viscosità e ritiro non danno luogo a variazioni di sollecitazione ma solo di deformazione (1° Teorema VEL);

D.M. 14/01/08 :D.M. 14/01/08 : Per sezioni composte in acciaio Per sezioni composte in acciaio –– clscls (4.3.2.2.1) : (4.3.2.2.1) : ““si devono tenere in si devono tenere in conto i fenomeni di viscositconto i fenomeni di viscositàà, fessurazione, effetti della temperatura e delle fasi , fessurazione, effetti della temperatura e delle fasi

costruttivecostruttive””


75

• deformazione anelastica funzione del tempo “t” e del tempo ts – età del cls a partire dalla quale si considera l’effetto del ritiro da essiccamento;

• il D.M. 14/01/2008 prevede per la variabilità nel tempo della funzione ritiro la legge :

e per la deformazione totale da ritiro il valore :

con h0 funzione dell’area di calcestruzzo e del perimetro esposto all’aria e con εca = deformazione da ritiro autogeno;

Ritiro Ritiro –– richiamirichiami


( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]2/30, 04.0/ httttttconttt sssdscdsdscd +−−=−−= ∞ βεβε

( ) ( )URfhk ckcdhcd ,,0, ∞∞ = εε

( ) ( ) ( )ckcacdcs ftt εεε +=


76


ViscositViscositàà –– richiamirichiami

• deformazione anelastica che si sviluppa a partire da una deformazione elastica istantanea. La deformazione complessiva al tempo “t” associata alla tensione σ(t0) ècostituita dall’aliquota elastica e da quella viscosa e assume l’espressione seguente :

ε(t) = εE(t0) + εφ(t,t0) = σE( t0) J(t,t0) = (1+φ(t,t0)) σE/ E(t0)

J(t,t0) = Creep function = deformazione totale all’istante t per effetto della tensione elastica unitaria σE all’istante t0;φ(t,t0) = Creep coefficient

•il D.M. 14/01/2008 definisce il coefficiente di creep a too, φ(too,t0)) come funzione di t0 e di UR;

• l’EN 1992 -1 – 1 definisce per il coefficiente di creep la legge di variabilità nel tempo :

con βH funzione di h0 e di UR;

0000 ),()(),(),( = ∞ ttttttt cββϕϕ

( )( )

( )

3.0

0

002.0

00 ),(

1.01)( ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−+

−=

+=

tttttte

tt

Hc β

ββ


77

70.00 85.00 70.00

65.00 85.00 65.00

70.00 85.00 70.00

Esempio Esempio Impalcato continuo con spartito 70 m/ 85 m/ 70 m


78

Esempio Esempio Impalcato continuo con spartito 70 m/ 85 m/ 70 m

CALCESTRUZZO PER SOLETTE C.A. e C.A.P. :C45/55 Mpa (11.2.10)

ACCIAIO PER C.A. : Tipo B450C (11.3.2.1)

ACCIAIO ARMONICO : cavi da 19 Trefoli da 0.6’’ (11.3.3.2)

ACCIAIO DA CARPENTERIA : Tipo S355 (11.3.4.1)

N°18 CAVI DI PRECOMPRESSIONE (19 BT 0.6")N°10 L=50m + N°8 L=40m (ALTERNATI)

CARATTERISTICHE DELLA PRECOMPRESSIONE :

• N. cavi = 18;

• Area nominale cavo = 0.002635 mq; = 19 x 0.0001387 mq;

• Diametro guaina = 0.1 m;

• Tensione al tiro (martinetto) = 1350 MPa;

• Sforzo nel singolo cavo al tiro Nc = 3550 kN;

• Sforzo di precompressione sull’impalcato al tiro = 63900 kN;

Armatura dolce longitudinale di soletta

• Armatura superiore = φ20/20mm;

• Armatura inferiore = φ20/20mm;


79

1 Varo travi e casseri inferiori 30 gg.

2 Getto, maturazione e scasseratura soletta appoggi e realizzazione casseri solette in campata 30 gg.

3 Precompressione 30 gg.

4 Getto, maturazione e scasseratura solette in campata 30 gg.

5 Completamenti 30 gg.

Totale 5 mesi

Fasi esecutive

Campata Campata Campata

Completamenti

Carpenteria in acciaio

Appoggi Appoggi

Precompressione PrecompressionePrecompressione

Esempio Esempio SVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONESVILUPPO DELLE NORMATIVE E DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE

80

Condizioni e Combinazioni di carico per ponti stradali (D.M. 14/01/2008)

G1 = peso proprio degli elementi strutturali;G2 = peso proprio degli elementi non strutturali;P1 = pretensione e precompressione;P2 = ritiro e viscosità;P3 = variazione termica;Qk1, qk1 = azioni variabili da traffico (Schema 1);Qk2 = vento;

Condizioni di carico considerate

Esempio Esempio

2132121 9.035.172.020.135.135.1 kk QQPPPGG ++++++

132121 6.0 kQPPPGG +++++

ikik qQPPPGG 4.075.06.0 32121 ++++++

32121 5.0 PPPGG ++++

Combinazione fondamentale (SLU - A STR2) per verifiche a pressoflessione e a taglio

Combinazione caratteristica (rara) (SLE) per verifiche alle tensioni di esercizio (compressione cls e trazione cavi)

Combinazione frequente (SLE) per verifiche di deformabilità

Combinazione quasi permanente (SLE) per verifica di fessurazione e per verifiche nelle fasi esecutive

Combinazioni di carico


81

Classe sezioni (nervature in acciaio) = 3 :

• Metodo di analisi lineare elastica (E) (4.2.3.3 D.M. 14/01/08)

• Metodo di calcolo della capacità resistente delle sezioni (E), distribuzione elastica delle tensioni (4.2.3.3

D.M. 14/01/08)

Metodo di analisi lineare elastica per sezioni composte in acciaio – cls (4.3.2.2.1 D.M. 14/01/08) :

• si devono tenere in conto i fenomeni di viscosità, fessurazione, effetti della temperatura e delle fasi

costruttive;

• la fessurazione della soletta può essere valutata effettuando due step di analisi di cui una “non

fessurata” per l’individuazione delle zone a momento negativo (soletta tesa) ed una “fessurata” in cui

viene trascurato il contributo della soletta in tali zone;

Resistenza a flessione per sezioni composte con metodo elastico (4.3.4.2.1.1 D.M. 14/01/08) :

• il momento resistente elastico è calcolato sulla base di una distribuzione elastica delle tensioni nella

sezione, trascurando il contributo del calcestruzzo teso;

• il momento resistente è calcolato limitando le deformazioni al limite elastico della resistenza dei materiali,

ovvero : fcd per il calcestruzzo, fyd per per l’acciaio, fsd per le barre d’armatura;

Esempio Esempio


82

Modello di calcolo

Esempio Esempio

82

1 Varo travi e realizzazione casseri solette superiori 30 gg. → Applicazione peso carpenteria in acciaio al 1° giorno

2 Getto, maturazione e scasseratura solette appoggi e realizzazione casseri solette intermedie 30 gg. → Applicazione peso solette appoggi al 1° giorno

3 Precompressione 30 gg. → Attivazione rigidezza solette superiori al 1° giornoApplicazione precompressione al 15° giorno

4 Getto, maturazione e scasseratura solette intermedie 30 gg. → Applicazione peso solette intermedie al 1° giorno

5 Completamenti 30 gg. → Attivazione rigidezza solette intermedie al 1° giornoe applicazione permanenti portati al 15° giorno.

6 Sviluppo dei fenomeni lenti 20000 gg. →

Fasi di calcolo (Construction Stages)


83

εr,oo≈ 0.20x10-3

εrd,oo= 0.5 εr,oo= 0.10x10-3

fck = 45 MPa, UR = 65%, h = 0.33 m

0,00E+00

5,00E-01

1,00E+00

1,50E+00

2,00E+00

2,50E+00

3,00E+00

0 2000 4000 6000 8000 10000

gg.

φ(t

-t0)

t0 = 5 gg.

t0 = 15 gg.

t0 = 30 gg.

t0 = 45 gg.

fck = 45 MPa, UR = 65%, h = 0.33 m

-1,20E-04

-1,00E-04

-8,00E-05

-6,00E-05

-4,00E-05

-2,00E-05

0,00E+00

0 2000 4000 6000 8000 10000

gg.

εr(t)

Esempio Esempio

φ(t0,t∞) = 2.75 per t0 = 5 g φ(t0,t∞) = 1.95 per t0 = 15 gg.

φ(t0,t∞) = 1.65 per t0 = 30 gg φ(t0,t∞) = 1.45 per t0 = 30 gg.

Comportamento reologico del calcestruzzofck = 45 MPa, h = 2 Ac / u = 0.33 m, UR 65%


84

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

1 2 3 4 5 6

Construction Stage

N [k

N]

Sec. 1

Sec. 2

Sec. 3

-25000

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

1 2 3 4 5 6

Construction Stage

N [k

N]

Sec. 1

Sec. 2

Sec. 3

Sollecitazioni nelle fasi esecutive

Sforzo normale nella soletta durante le fasi esecutiveSforzo normale nella nervatura durante le fasi esecutive

Sec. 1 = mezzeria campata laterale

Sec. 2 = sezione in asse pila

Sec. 3 = mezzeria campata centrale

EsempioEsempio

84


85

EsempioEsempio

-14,00

-12,00

-10,00

-8,00

-6,00

-4,00

-2,00

0,00

2,00

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

68,8

71,3

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,

0

105,

0

110,

0

x [m]

σn

[MPa

]Fase III sup

Fase III inf

Fase VI sup

Fase VI inf

-175,00

-150,00

-125,00

-100,00

-75,00

-50,00

-25,00

0,00

25,00

50,00

75,00

100,00

125,00

150,00

175,00

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

68,8

71,3

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,

0

105,

0

110,

0

x [m]

σn

[MPa

]

Fase II sup Fase III sup Fase VI sup

-175,00

-150,00

-125,00

-100,00

-75,00

-50,00

-25,00

0,00

25,00

50,00

75,00

100,00

125,00

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

68,8

71,3

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,

0

105,

0

110,

0

x [m]

σn

[MPa

]

Fase II inf Fase III inf Fase VI inf

Tensioni nelle fasi esecutive

Tensioni normali nella soletta

Tensioni normali nella nervatura – lembo superiore Tensioni normali nella nervatura – lembo inferiore


86

ISOLAMENTO SISMICO DI VIADOTTI STRADALI CON IMPALCATO CONTINUO

PROSPETTO DEL VIADOTTO

DISPOSIZIONE DEGLI APPARECCHI DI APPOGGIOALLOGGIAMENTO DEI DISPOSITIVI

86


87

DISPOSITIVO DI DISPOSITIVO DI ISOLAMENTO TRASVERSALEISOLAMENTO TRASVERSALE

87


88

SCHEMATIZZAZIONE DEL VIADOTTOSCHEMATIZZAZIONE DEL VIADOTTO

AZIONI LONGITUDINALIAZIONI LONGITUDINALI

DISPOSITIVO DI ISOLAMENTO MODELLO AD UN

GRADO DI LIBERTA’

MODELLO EQUIVALENTE DEL VIADOTTO

MASSA DELL’IMPALCATO

Spostamentodel dispositivo

Spostamentodell’impalcato

Spostamento a terra

MASSA IMPALCATO ATTRITO

APPARECCHI DI APPOGGIO

88


89

MODELLAZIONE DEL VIADOTTO MODELLAZIONE DEL VIADOTTO –– AZIONI TRASVERSALIAZIONI TRASVERSALI

Massa impalcatoMassa impalcato

DissipatoreDissipatore

PilaPila

VIADOTTO REALEVIADOTTO REALE

SCHEMATIZZAZIONESCHEMATIZZAZIONE

Modello ad un grado di libertModello ad un grado di libertàà

Modello a due gradi di libertModello a due gradi di libertàà

Rigidezza equivalenteCoefficiente dissipazione

Massa totale

Attrito appoggi89


90

ACCELERAZIONI SPETTRALI

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Periodo proprio [sec]

Acc

eler

azio

ni sp

ettr

ali [

g]

TECNICHE DI ISOLAMENTO E DI DISSIPAZIONETECNICHE DI ISOLAMENTO E DI DISSIPAZIONE

ξ=5%

ξ=10%

ξ=20%

ξ=25%

DIMINUZIONE DELLE AZIONI AGENTI SULLA

STRUTTURA

AUMENTO DELLA DISSIPAZIONE

DELLA STRUTTURA

TRASLAZIONE DEL PERIODO PROPRIO DI VIBRAZIONE

DELLA STRUTTURA

ACCELERAZIONI A CUI E’ SOGGETTA UNA STRUTTURA SCHEMATIZZATA

CON UN MODELLO AD UN GRADO DI LIBERTA’

DIMINUZIONE DELLA RIGIDEZZA DELLA STRUTTURA

90


91

SPOSTAMENTI SPETTRALI

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Periodo proprio [sec]

Spos

tam

enti

spet

tral

i [m

]

AUMENTO DEGLI SPOSTAMENTI DELLA STRUTTURA SINO AD

UN TRATTO COSTANTE

DIMINUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI DELLA

STRUTTURA

AUMENTO DELLA DISSIPAZIONE

DELLA STRUTTURA

TRASLAZIONE DEL PERIODO PROPRIO DI VIBRAZIONE

DELLA STRUTTURA

ξ=5%

ξ=10%

ξ=20%

ξ=25%SPOSTAMENTI A CUI E’

SOGGETTA UNA STRUTTURA SCHEMATIZZATA CON UN

MODELLO AD UN GRADO DI LIBERTA’

RIDUZIONE DELLE FORZE DI INERZIA AGENTI SULLA STRUTTURA

RIDUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI DELLA STRUTTURA 91


92

ESEMPIO: VIADOTTO CON IMPALCATO in CAPESEMPIO: VIADOTTO CON IMPALCATO in CAP

campate: 31campate: 31--4444--31m31m

92


93

ISOLATORI ELASTOPLASTICI IN ACCIAIOISOLATORI ELASTOPLASTICI IN ACCIAIO

Dispositivo LongitudinaleDispositivo Longitudinale

93


94

• Analisi dinamica lineare : Il sistema di isolamento è schematizzato con un modello equivalente visco-elasticolineare, valutando opportunamente la rigidezza elastica e lo smorzamento viscoso.Il dimensionamento è basato sullo spostamento massimo previsto per l’isolatore

• Analisi dinamica non lineare :Il sistema di isolamento è modellato con elementi caratlerizzati da un legame costitutivo non lineare. L’analisi non lineare dinamica valuta la risposta sismica della struttura, mediante integrazione diretta delle equazioni del moto, utilizzando opportuni accelerogrammi

MODELLAZIONE STRUTTURALE

94

F

Fy Kfin

δmin

Kiniz

KE

δmax


95

ANALISI DINAMICA LINEARE DEL VIADOTTOANALISI DINAMICA LINEARE DEL VIADOTTOSPETTRI DI RISPOSTASPETTRI DI RISPOSTA

SPETTRI DI RISPOSTA ORIZZONTALISPETTRI DI RISPOSTA ORIZZONTALI

Normativa DM 14/1/2008Normativa DM 14/1/2008

Spettri Orizzontali Acellerazioni

0.00.1

0.20.3

0.40.5

0.60.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4T(sec)

Se/g

95


96

MODELLAZIONE non lineare PREVISTA DA NORMATIVAMODELLAZIONE non lineare PREVISTA DA NORMATIVA

(11.9.5. del DM 14/1/2008)(11.9.5. del DM 14/1/2008)

Caratteristiche dei dispositivi Caratteristiche dei dispositivi elastoplaticielastoplatici::forza di snervamento Fy = F1,forza massima Fmax = F2, rigidezze Kiniz - Kfin relative al tratto elastico ed al tratto plastico delimitati dai parametri di spostamento δmin = d1 e δmax = d2.

F

Fy

Fmax

Kfin

δmin δmax

Kiniz

96


97

SCHEMA FEM DEL VIADOTTO SCHEMA FEM DEL VIADOTTO

DisegniDisegni

97


98

ANALISI DINAMICA LINEARE DEL VIADOTTOANALISI DINAMICA LINEARE DEL VIADOTTO

I MODO DI VIBRAZIONE LONGITUDINALE I MODO DI VIBRAZIONE LONGITUDINALE T=T= 2.82 sec2.82 sec

MODI DI VIBRAZIONEMODI DI VIBRAZIONE

98


99


I MODO DI VIBRAZIONE TRASVERSALE I MODO DI VIBRAZIONE TRASVERSALE T=T= 1.85 sec1.85 sec

MODI DI VIBRAMODI DI VIBRAZZIONEIONE

99


100


MODO DI VIBRAZIONE PILA LONGITUDINALE MODO DI VIBRAZIONE PILA LONGITUDINALE T=0.077secT=0.077sec


100


101


MODO DI VIBRAZIONE PILA TRASVERSALE MODO DI VIBRAZIONE PILA TRASVERSALE T=T= 0.043 sec0.043 sec


101


102


Spostamenti corrispondenti a sisma trasversaleSpostamenti corrispondenti a sisma trasversale

SposSpos maxmax = 13 cm (Stato limite di salvaguardia vita)= 13 cm (Stato limite di salvaguardia vita)

SposSpos maxmax = 21 cm (Stato Limite di Collasso)= 21 cm (Stato Limite di Collasso) 102


103

ANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTOANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTO3 ACCELEROGRAMMI compatibili allo SLC3 ACCELEROGRAMMI compatibili allo SLC

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 256

4.8

3.6

2.4

1.2

0

1.2

2.4

3.6

4.8

6Accelerogramma in funzione del tempo

Tempo [sec]

Acc

eler

azio

ne m

/sec

24.292

4.167−

fj

sj

wj

hj

lj

250 tj qj, wwj, hhj, xj,

103


104

ANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTOANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTO

RISULTATI (sisma trasversale)RISULTATI (sisma trasversale)

VIDEOVIDEO

104


105

ANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTOANALISI DINAMICA NON LINEARE DEL VIADOTTO

RISULTATI (sisma longitudinale)RISULTATI (sisma longitudinale)

105


106

PUNCHING PUNCHING -- SHEAR BEHAVIOUR OF BRIDGE SHEAR BEHAVIOUR OF BRIDGE DECKSDECKS

106


107

Punching shear in bridge deck

107


108

Typical punching shear problems

108


109

45°

Slabsupport

Sheared length: lcis

Punching perimeter

Loading region

punching

shear

Typical punching shear problems

109


110

Punching: failure mechanism

110


111

EC2 formulation

( )31

cklc

c,Rd f100k18.0v ⋅ρ⋅⋅γ

= duvF cRdres ⋅⋅= ,

d effective depth, u the perimeter of the critical area, located at a distance 2d from the face of the column fc cylindrical concrete compressive strength.

111


112

ACI formulation

'

31

cR fV =

d effective depth, bo perimeter of the critical area, located at a distance d/2 from the face of the column, f’c cylindrical concrete compressive strength.

d/2

d/2

θ= arctg 2 = 63°

'

31

coR fdbV =

112


113

Code provisions

113


114

Literature results and code provisions

114


115

Authorname d c (Fig.5) fc ρ [%] Fu,exp Fu,ACI Fu,EC2

Grimaldi, Meda, Rinaldi

S_PC 80 mm 150 mm 28 MPa 0.30 94 kN 130 kN 110 kN

Swamy and Ali S1 105 mm 150 mm 34.3 MPa 0.50 198 kN 209 kN 222 kN

S7 105 mm 150 mm 34.3 MPa 0.66 222 kN 209 kN 243 kN

S19 105 mm 150 mm 34.3 MPa 0.33 131 kN 209 kN 193 kN

Theodorakopoulos and Swamy

FS1 100 mm 150 mm 31.1 MPa 0.56 174 kN 186 kN 205 kN




McHarg et al. NU 117 mm 225 mm 30 MPa 1.00 306 kN 292 kN 362 kN

Literature results and code provisions

115


116

TUNNEL LININGTUNNEL LINING

116


117

Tunnel lining

117


118

Tunnel lining

118


119

Tunnel lining: Safety checks

Jack load (axial actions)

Service check(axial and bendingactions)

119


120

Check by testLab. Rome University “Tor Vergata”

Tunnel

120


121

- le società di ingegneria pura (CE) operano all’estero prevalentemente nei paesi dell’area mediterranea con applicazione degli Eurocodici

- le società di ingegneria impiantistica (E&C) operano a livello mondiale con consolidata esperienza nell’applicazione delle normative internazionali

Attese di sviluppo delle normativeAttese di sviluppo delle normative

Esperienze estere di progettazione strutturale degli associati OEsperienze estere di progettazione strutturale degli associati OICEICE

- divulgazione

- omogeneizzazione

- innovazione121

CONCLUSIONICONCLUSIONI

“Normative Internazionali: esperienze ed aspettative del ...

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